化學(xué)反應(yīng)和能量 教案3

章末總結(jié)1．(1)化學(xué)反應(yīng)(2)①化學(xué)熱②化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化③由熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能④由光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(3)①②④2．(1)洗凈，擦干(2)將鐵塊銼成鐵屑，將硫黃研磨成細(xì)粉，并混合均勻增大固體的表面積、增大反應(yīng)物的接觸面積3．C5．(1)12g碳充分燃燒生成CO2比它不充分燃燒生成CO要多放出283kJ的熱量，如果煤炭不完全燃燒，不僅浪費(fèi)能源，(2)碳先生成CO最終生成CO2所放出的總熱量與碳一步轉(zhuǎn)化為CO2所放出的熱量相同。(蓋斯定律：在恒溫、恒壓下，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)從初始狀態(tài)到終止?fàn)顟B(tài)，無(wú)論是一步完成還是分幾步完成，其總熱效應(yīng)相同。)6．提示：選用不同濃度的純堿溶液或鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定可用于實(shí)驗(yàn)室制取的合適濃度。7．(1)負(fù)極；鋰是非?；顫姷慕饘?2)鋰極易與水反應(yīng)(3)體積小、重量輕、電壓高(可達(dá)V以上)、比能量(單位質(zhì)量或單位體積電池的輸出能量)高、壽命長(zhǎng)(可達(dá)5～10年)。章末檢測(cè)一、選擇題(本題包括16小題，每小題3分，共48分)1．能源可分為一級(jí)能源和二級(jí)能源，自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級(jí)能源，需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級(jí)能源。據(jù)此判斷，下列敘述正確的是()A．天然氣是二級(jí)能源B．石油是二級(jí)能源C．電能是一級(jí)能源D．水力是一級(jí)能源答案D2．下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)不正確的是()A．通過(guò)植物的光合作用，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．人類使用照明設(shè)備，將電能轉(zhuǎn)化為光能C．生物體內(nèi)的化學(xué)變化過(guò)程在能量轉(zhuǎn)化上比在體外發(fā)生的一些能量轉(zhuǎn)化更為合理、有效D．燃料燃燒，只是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了熱能答案D解析燃料燃燒時(shí)，化學(xué)能絕大部分轉(zhuǎn)化為熱能，少部分轉(zhuǎn)化為光能。3．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)限度的說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，這就是這個(gè)反應(yīng)所能達(dá)到的限度B．當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到平衡狀態(tài)時(shí)，這個(gè)反應(yīng)的正向反應(yīng)速率和逆向反應(yīng)速率相等C．平衡狀態(tài)是一種靜止的狀態(tài)，因?yàn)榉磻?yīng)物和生成物的濃度已經(jīng)不再改變D．化學(xué)反應(yīng)的限度不可以通過(guò)改變條件而改變答案B解析一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，就達(dá)到了這個(gè)條件下的反應(yīng)所能達(dá)到的最大限度，如果條件改變，平衡被破壞，反應(yīng)限度仍可能繼續(xù)增大，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤；正、逆反應(yīng)速率相等是達(dá)到平衡的本質(zhì)特性，B項(xiàng)正確；平衡狀態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡，濃度之所以不變，是因?yàn)樗矔r(shí)生成的量等于消耗的量，C項(xiàng)錯(cuò)誤。4．(09·廣東理基，26)下列措施不符合節(jié)能減排的是()A．大力發(fā)展火力發(fā)電，解決廣東電力緊張問(wèn)題B．在屋頂安裝太陽(yáng)能熱水器為居民提供生活用熱水C．用石灰對(duì)煤燃燒后形成的煙氣脫硫，并回收石膏D．用雜草、生活垃圾等有機(jī)廢棄物在沼氣池中發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，作家庭燃?xì)獯鸢窤解析火力發(fā)電，必須使用外界的能源，不節(jié)能，故A項(xiàng)不符；太陽(yáng)能熱水器，使用太陽(yáng)能，是節(jié)能的，B項(xiàng)符合；回收石膏，是充分利用原子的一種表現(xiàn)，C項(xiàng)符合；沼氣作為燃?xì)?，是?jié)能的，D項(xiàng)符合。5．利用生活中常見(jiàn)的材料可以進(jìn)行很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)，甚至制作出一些有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的裝置來(lái)，下圖就是一個(gè)用廢舊材料制作的可用于驅(qū)動(dòng)玩具的電池的示意圖。當(dāng)電池工作時(shí)，有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．鋁罐將逐漸被腐蝕B．碳粒和炭棒上發(fā)生的反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．炭棒應(yīng)與玩具電機(jī)的負(fù)極相連D．該電池工作一段時(shí)間后炭棒和碳粒的質(zhì)量會(huì)減輕答案A解析在原電池工作時(shí)，活潑金屬鋁作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Al－3e－=Al3＋，炭棒作正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，由此可知炭棒和碳粒的質(zhì)量不會(huì)改變。由于炭棒作正極，因此應(yīng)與玩具電機(jī)的正極相連。6．在2L容積不變的容器中，發(fā)生N2＋3H22NH3的反應(yīng)。現(xiàn)通入4molH2和4molN2,10s內(nèi)用H2表示的反應(yīng)速率為mol/(L·s)，則10s后容器中N2的物質(zhì)的量是A．molB．molC．molD．mol答案C解析10s內(nèi)用H2表示的反應(yīng)速率為(L·s)，則消耗氫氣的物質(zhì)的量為mol/(L·s)×10s×2.0L＝mol，則消耗N2的物質(zhì)的量為mol,10s后剩余的N2的物質(zhì)的量為4mol－mol＝7．已知2SO2＋O22SO3為放熱反應(yīng)，對(duì)該反應(yīng)的下列說(shuō)法正確的是()A．O2的能量一定高于SO2的能量B．SO2和O2的總能量一定高于SO3的總能量C．SO2的能量一定高于SO3的能量D．因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就可發(fā)生答案B解析判斷一個(gè)反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，關(guān)鍵看反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的差值。如果反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，反應(yīng)放熱，B項(xiàng)正確；A項(xiàng)和C項(xiàng)錯(cuò)誤，都沒(méi)有考查總能量差；放熱反應(yīng)只表明反應(yīng)物總能量比生成物總能量高，而加熱是反應(yīng)的條件，兩者無(wú)必然聯(lián)系，許多放熱反應(yīng)也必須加熱才能啟動(dòng)。8．下列實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)速率加快是由催化劑引起的是()A．在炭粉中加入KClO3，點(diǎn)燃時(shí)燃燒更為劇烈B．鋅與稀硫酸反應(yīng)中加入少量CuSO4溶液而使反應(yīng)放出H2的速率加快C．固態(tài)FeCl3和固體NaOH混合后，加入水能迅速產(chǎn)生沉淀D．雙氧水中加入少量MnO2，即可迅速放出氣體答案D解析A項(xiàng)KClO3受熱分解產(chǎn)生O2，增大氧氣濃度；B項(xiàng)鋅置換出少量的銅，形成銅、鋅原電池，加快反應(yīng)速率；C項(xiàng)將固體反應(yīng)物溶于水配成溶液，增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率。9．在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)催化劑△2SO3(g催化劑△已知反應(yīng)過(guò)程中某一時(shí)刻SO2、O2、SO3的濃度分別為L(zhǎng)、mol/L、mol/L。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是()A．SO2為mol/L，O2為mol/LB．SO2為mol/LC．SO3為mol/LD．SO2、SO3均為mol/L答案B解析若SO2、O2完全反應(yīng)，c(SO3)最高可為mol/L，SO3完全分解，c(SO2)、c(O2)最高可達(dá)mol/L、mol/L，但反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能進(jìn)行到底，所以有：0．4mol/L>c(SO2)>00．2mol/L>c(O2)>00．4mol/L>c(SO3)>0而D項(xiàng)中達(dá)平衡時(shí)c(SO2)、c(SO3)均減少，不符合質(zhì)量守恒，不正確。10．據(jù)報(bào)道，我國(guó)擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車已在北京奧運(yùn)會(huì)期間為運(yùn)動(dòng)員提供服務(wù)。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液。下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是()A．正極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．工作一段時(shí)間后，電解液中KOH的物質(zhì)的量不變C．該燃料電池的總反應(yīng)方程式為：2H2＋O2=2H2OD．該電池工作時(shí)每消耗1molO2，有2mol電子轉(zhuǎn)移答案D解析氫氧燃料電池是將H2的燃燒反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為：H2－2e－＋2OH－=2H2O；正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，總體上不消耗KOH。當(dāng)消耗1molO2時(shí)，有4mol電子轉(zhuǎn)移。11.氯酸鉀和亞硫酸氫鉀能發(fā)生氧化還原反應(yīng)：ClOeq\o\al(－,3)＋3HSOeq\o\al(－,3)=3SOeq\o\al(2－,4)＋Cl－＋3H＋，已知該反應(yīng)的速率隨溶液酸性的增強(qiáng)而加快。上圖為用ClOeq\o\al(－,3)在單位時(shí)間內(nèi)的物質(zhì)的量濃度的變化來(lái)表示該反應(yīng)的速率一時(shí)間圖象。下列說(shuō)法不正確的是()A．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)速率增大可能是c(H＋)增大引起的B．縱坐標(biāo)為v(H＋)的速率—時(shí)間曲線與圖中曲線能完全重合C．后期反應(yīng)速率下降的主要原因是反應(yīng)物的濃度減小D．圖中的陰影部分“面積”為t1～t2時(shí)間內(nèi)ClOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量濃度的減小值答案B解析v(H＋)∶v(ClOeq\o\al(－,3))＝3∶1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖中陰影部分的“面積”可看作由許多微小長(zhǎng)方形組成，其“面積”等于v(ClOeq\o\al(－,3))·t，即為t1－t2時(shí)間段內(nèi)ClOeq\o\al(－,3)物質(zhì)的量濃度的減小值。12．已知斷裂1molC—H鍵，要吸收熱量kJ；斷裂1molC—C鍵，要吸收熱量kJ；生成1molC=C鍵，會(huì)放出熱量kJ；生成1molH—H鍵，會(huì)放出熱量kJ，某有機(jī)物分解的反應(yīng)可表示為：若在反應(yīng)中消耗了1mol乙烷，則有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A．該反應(yīng)放出kJ的熱量B．該反應(yīng)吸收kJ的熱量C．該反應(yīng)放出kJ的熱量D．該反應(yīng)吸收kJ的熱量答案D解析由題意可知反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂吸收的能量為kJ＋6×kJ＝2kJ，生成物中形成化學(xué)鍵放出的能量是kJ×4＋kJ＋kJ＝2kJ；由此可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，吸收的熱量為2kJ－2kJ＝kJ。13．對(duì)于Zn(s)＋H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)＋H2(g)的化學(xué)反應(yīng)(反應(yīng)放熱)，下列敘述一定正確的是()A．反應(yīng)過(guò)程中的能量關(guān)系可用上圖表示B．1mol鋅的能量高于1molH2所含的能量C．若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，鋅為負(fù)極D．若將其設(shè)計(jì)為原電池，當(dāng)有32.5g鋅溶解時(shí)，答案AC解析由于該反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，依據(jù)能量守恒原理可知：反應(yīng)物能量之和高于生成物能量之和，A中圖象與此相符，A說(shuō)法正確；反應(yīng)物、生成物各有兩種，無(wú)法確定B是否正確；因反應(yīng)中鋅作還原劑，故C的說(shuō)法正確；D中因未指明溫度、壓強(qiáng)等條件，故氣體體積不確定。14．可逆反應(yīng)：2NO2△2NO＋O2在體積固定的密閉容器中，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()△①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO2②單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)⑦混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦C．①③④⑤D．全部答案A解析本題不僅考查了化學(xué)平衡的直接標(biāo)志，也要求對(duì)化學(xué)平衡的間接標(biāo)志進(jìn)行分析、判斷，需要對(duì)化學(xué)反應(yīng)的特征與化學(xué)平衡的關(guān)系進(jìn)行全面分析才能順利作答。①中單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2必生成2nmolNO，而生成2nmolNO2時(shí)，必消耗nmolO2，①能說(shuō)明達(dá)到平衡，②不能說(shuō)明。③中屬于化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的一般關(guān)系，無(wú)論達(dá)到平衡與否，都符合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。有色氣體的顏色不變，則表示物質(zhì)的濃度不再變化，能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡；由于反應(yīng)前后體積不同，故壓強(qiáng)不變可作為平衡的標(biāo)志。體積固定，氣體質(zhì)量前后守恒，密度不變，也不能說(shuō)明達(dá)到平衡。由于氣體總質(zhì)量不變，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，則說(shuō)明氣體中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，說(shuō)明達(dá)到平衡。15．在反應(yīng)2SO2＋O22SO3中，有amolSO2和bmolO2參加反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)有cmolSO3生成，則SO2在平衡混合物中的體積分?jǐn)?shù)為()\f(100c,ab)×100%\f(100c,a＋b＋c)×100%\f(100c,a－ba－c)×100%\f(100a－c,a＋b－%答案D解析本題考查了化學(xué)平衡的基本計(jì)算。由三步分析法可得：2SO2＋O22SO3起始量/molab0變化量/molc0.5cc平衡量/mola－cb－0.5ccφ(SO2)＝eq\f(a－c,a－c＋b－＋c)×100%＝eq\f(100a－c,a＋b－%。16．下列措施不能達(dá)到節(jié)能減排目的的是()A．利用太陽(yáng)能制氫燃料B．用家用汽車代替公交車C．利用潮汐能發(fā)電D．用節(jié)能燈代替白熾燈答案B解析用家用汽車代替公交車仍然要消耗汽油，達(dá)不到節(jié)能減排的目的，B不正確；而A、C選項(xiàng)利用新能源可達(dá)到目的；D很明顯體現(xiàn)節(jié)能思想。二、非選擇題(本題包括5小題，共52分)17．(9分)氫氣是未來(lái)最理想的能源，科學(xué)家最近研制出利用太陽(yáng)能產(chǎn)生激光，并在二氧化鈦(TiO2)表面作用使海水分解得到氫氣的新技術(shù)2H2Oeq\o(=,\s\up7(激光),\s\do5(TiO2))2H2↑＋O2↑。制得的氫氣可用于燃料電池。試完成下列問(wèn)題：(1)太陽(yáng)光分解海水時(shí)，實(shí)現(xiàn)了從_______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)______能，二氧化鈦?zhàn)鱛_______。生成的氫氣，用于燃料電池時(shí)，實(shí)現(xiàn)________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能。水分解時(shí)，斷裂的化學(xué)鍵有________，分解海水的反應(yīng)屬于________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。(2)某種氫燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質(zhì)，兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)分別為：A極：H2＋O2－－2e－=H2O；B極：O2＋4e－=2O2－則A極是電池的________極；電子從該極________(填“流入”或“流出”)。答案(1)太陽(yáng)化學(xué)催化劑化學(xué)電H—O吸熱(2)負(fù)流出18．(14分)在200℃時(shí)，將amolH2(g)和bmolI2(g)充入到體積為VL的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：I2(g)＋H2(g)2HI(g(1)反應(yīng)剛開(kāi)始時(shí)，由于c(H2)＝_______，c(I2)＝_______，而c(HI)＝________，所以化學(xué)反應(yīng)速率________最大而________最小(為零)(填“v正”或“v逆”)。(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)混合物中各組分濃度的變化趨勢(shì)為c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)________，從而化學(xué)反應(yīng)速率v正________，而v逆________(填“增大”、“減小”或“不變”)(3)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到v正與v逆________時(shí)，此可逆反應(yīng)就達(dá)到了最大限度，若保持外界條件不變時(shí)，混合物中各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率及體系的總壓強(qiáng)(或各組分的分壓)都將________。答案(1)eq\f(a,V)mol/Leq\f(b,V)mol/L0v正v逆(2)減小減小增大減小增大(3)相等保持不變解析在化學(xué)平衡建立的過(guò)程中，開(kāi)始時(shí)，c(H2)和c(I2)為最大值，正反應(yīng)速率最大，由于此時(shí)沒(méi)有HI，逆反應(yīng)速率最小為0，隨反應(yīng)進(jìn)行c(H2)和c(I2)逐漸減小，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，直到平衡時(shí)，v正＝v逆，反應(yīng)體系中各組分的濃度不變，百分含量也不變，由于反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，故平衡時(shí)總壓強(qiáng)不變。19．(11分)汽車尾氣(含有烴類、CO、SO2與NO等物質(zhì))是城市空氣的污染源之一。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個(gè)“催化轉(zhuǎn)換器”(用鉑、鈀合金作催化劑)。它的特點(diǎn)是使CO與NO反應(yīng)，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無(wú)毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。(1)寫(xiě)出一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(2)“催化轉(zhuǎn)換器”的缺點(diǎn)是在一定程度上提高了空氣的酸度，其原因是________________________________________________________________________。(3)控制城市空氣污染源的方法可以有________________________________________________________________(填字母序號(hào))。A．開(kāi)發(fā)氫能源B．使用電動(dòng)車C．植樹(shù)造林D．戴上呼吸面具答案(1)2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋2CO2(2)SO2轉(zhuǎn)化為SO3溶解于水生成了酸霧，提高了空氣的酸度(3)AB解析(1)在催化劑作用下，把CO和NO轉(zhuǎn)化為參與大氣循環(huán)的無(wú)毒氣體，即2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋2CO2；(2)同時(shí)SO2轉(zhuǎn)化為SO3溶解于水生成了酸霧，提高了空氣的酸度；(3)AB(控制污染源主要是減少煤和石油等燃料的使用)20．(8分)經(jīng)研究知Cu2＋對(duì)H2O2分解也具有催化作用，為比較Fe3＋和Cu2＋對(duì)H2O2分解的催化效果，某研究小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)?；卮鹣嚓P(guān)問(wèn)題：(1)定性分析：如圖甲可通過(guò)觀察________________________________________________________________________，定性比較得出結(jié)論。